Fill d’un enginyer dels Laboratoris Bell, es graduà en física a la Universitat de Harvard, on es doctorà el 1968. Compaginà aquests estudis amb l’interès pels ordinadors i la informàtica, aleshores en els inicis, en els quals es convertí en un expert, cosa que li permeté treballar al MIT com a programador. L’any 1967 s’incorporà als Laboratoris Bell, on amb Kenneth Thompson i altres dissenyà el sistema operatiu UNIX, que representà una fita en la simplificació i l’accessibilitat en l’ús dels ordinadors personals. Ritchie fou també un dels principals artífexs del llenguatge de programació C, que desenvolupà entre el 1969 i el 1972, i que finalment substituí el llenguatge d'assemblador en la codificació de l’UNIX.
Amb Thompson compartí algunes de les distincions tecnològiques més prestigioses: premi Turing (1983), Medalla Richard W. Hamming de l’Institut d’Enginyers Elèctrics i Electrònics dels EUA (1990), Medalla Nacional de la Tecnologia dels EUA, i el premi Japó (2011).